Hallo, ich würde gerne ein kleines Handgerät, eine Art Fernbedienung, mit einem Akku betreiben. Der Akku muss nun von Zeit zu Zeit aufgeladen werden. Das würde ich gerne nicht über irgendwelche Stecker oder Kontaktfedern oder so machen sondern ich möchte die nötige Energie über einen Luftspalt, per Induktion übertragen. Es soll eine Art Basis geben, die eine Primärspule enthält, das Handgerät legt man darauf und die dort eingebaute Sekundärspule empfängt die Energie und versorgt die Ladeelektronik mit Strom. Offensichtlich werden z.B. die Akkus in elektrischen Zahnbürsten i.A. so geladen, nur wie geht’s genau? Wie dimensioniert man die Spulen bzw. Schwingkreise? Ich vermute man wird aufeinander Abgestimmte Serienschwingkreise benutzen. Ist das richtig? Grüße Flo
Übersetzungsverhältnis der beiden Spulen bestimmen, Leistungsanpassung vornehmen - fertig
Hi ich glaube, das ganze geht so von statten: In der Ladestation fliest Wechselstrom durch eine Spule. Diese erzeugt eine Induktionsspannung in der Spule der, die sich in der Zahnbürste befindet. Aus einer Formelsammlung der Physik lässt sich die Formel dazu herleiten. Wenn ich se finde schreib ich es dir auf. Gruß Thorsten
Aber euch ist schon klar, das ein großteil der Energie, die ihr in die
Primärspule pumpt, IM Luftspalt ankommt??
B² lFE B: magnetische Feldstärke
W = ~ ----- (---- + lLu ) * A A: magnetischer Querschnitt
2µ0 µr µr: rel. Perm. Kern
lFE: eff. Länge Feldlinien in Kern
lLuf: Länge Luftspalt
Deshalb kommt nicht wirklich was in (einer luftgekoppelten)
Sekundärspule an... (Streuinduktivität)
Meines wissens ist die Energie zu 95% nutzbar. Oder liege ich da Falsch
Das hab ich gerade beim googeln gefunden. Is so als info auch ganz interessant: http://www.bticcs.com/pub/d+e2005.pdf
Matthias Lipinsky wrote: > Aber euch ist schon klar, das ein großteil der Energie, die ihr in die > Primärspule pumpt, IM Luftspalt ankommt?? Klar, bedingt durch die exorbitant große Streuinduktivität einer solchen Anordnung ist der Wirkungsgrad hundsmiserabel. Im Prinzip ist das ja nichts Anderes als ein Transformator mit abnehmbarer Sekundärwicklung. Aber bei so kleinen Leistungen spielt das ja auch fast keine Rolle... (Hoffentlich liest das jetzt keiner von den Grünen...;-)
Thorsten wrote:
> Meines wissens ist die Energie zu 95% nutzbar. Oder liege ich da Falsch
Na, das halte ich für erheblich zu hoch gegriffen.
Das passt doch ganz gut zum Thema: http://www.rutronik.com/index.php?id=59&L=1&tx_ttnews[tt_news]=799&tx_ttnews[backPid]=120&cHash=951bc214fd
Carsten wrote: > Das passt doch ganz gut zum Thema: > http://www.rutronik.com/index.php?id=59&L=1&tx_ttnews[tt_news]=799&tx_ttnews[backPid]=120&cHash=951bc214fd Und selbst die Dinger erreichen "nur" 70% Wirkungsgrad...
Hab vor Jahren mal sowas konstruiert. Sender: Ferrit E-Kern (also z.B. eine Hälfte eines EI-Trafos) als Teil eines 50kHz-Schwingkreises. Empfänger: derselbe E-Kern, Wicklung mit einem C auf Resonanz abgestimmt. Abstand ca. 3mm (Plastikgehäuse), Wirkungsgrad sagenhafte 50% !!!, übertragene Leistung ca. 200mW. Ohne Resonanz oder ganz ohne C ist der Wirkungsgrad besch... Bei der Zahnbürste wird m.W. mit 50Hz gearbeitet, also nur geteilter Netztrafo, da wird kaum Liestung übertragen.
Wenn man es wirklich so realisiert wie einen Trafo. __ | | __| |__ So wenn das die Spule der Ladestation ist. | __ | | | | | Und das das zu ladende Bauteil. |_| |_| praktisch so das zu ladende Bauteil die Spule umschließt. Wie bei ner Zahnbürste eben. Gut das Gehäuse sollte halt recht dünn sein. Dann sollte doch der Wirkungsgrad recht hoch bleiben? Also vom Prinzip auch rechenbar wie ein Trado, oder?
Thorsten wrote: > Wie bei ner Zahnbürste eben. Gut das Gehäuse sollte halt recht dünn > sein. Eben. > Dann sollte doch der Wirkungsgrad recht hoch bleiben? > Also vom Prinzip auch rechenbar wie ein Trado, oder? Wenn Du mit "Trado" nen Trafo meinst: Im Prinzip ja, denn es handelt sich um einen Trafo. Allerdings ist bei den geringen Übertragungsleistungen der Einfluss der Streuinduktivität sehr hoch. Dementsprechend mau sind die Koppelfaktoren. Du hast doch selbst den Link zu dem Dokument gepostet. Da steht eigentlich alles drin, was man wissen muss. Klar, mit Trafos kann man sehr hohe Wirkungsgrade erzielen, wenn die magnetische Kopplung optimiert wird. Das geht bei solchen Anwendungen nunmal prinzipbedingt nur in Grenzen.
wie sieht es denn mit der frequenz aus? die geschichte sollte doch umso besser funktionieren, je höher die frequenz ist, oder liege ich da falsch?
> wie sieht es denn mit der frequenz aus?
Richtig, darum hatte ich ja auch seinerzeit <50 kHz genommen. Ab 150 kHz
gibt's Vorschriften für die Störstrahlung, die 3. Oberwelle liegt da
noch drunter.
Michael H* wrote: > wie sieht es denn mit der frequenz aus? die geschichte sollte doch umso > besser funktionieren, je höher die frequenz ist, oder liege ich da > falsch? Was heißt bei Dir "besser funktionieren"? Bei höherer Frequenz kann man an der Baugröße der Gesamtanordnung sparen (Kernquerschnitt), also entweder auf gleichem Volumen mehr Leistung übertragen oder bei gleicher Leistung die Anordnung verkleinern. Die Frequenz dürfte aber keinen Einfluss auf den Koppelfaktor haben. Der ist allein durch die Geometrie der Anordnung gegeben. Und der Wirkungsgrad geht mit dem Koppelfaktor baden. Schau Dir einfach Thorstens Link von 12:49 mal an. In dem Dokument steht eigentlich alles Wissenswerte drin (soweit ich das beim Überfliegen sehen konnte).
Was evt auch interesannt sein könnte wäre eine Platte auf der Quadrate angeordnet sind welche immer unterschiedlich mit + oder - beschaltet sind. An dem Gerät macht man 3-4 kleine punktförmige Kontakte an der Seite welche nachher auf der Platte liegt. Die Punkte werden im Gerät über Gleichrichter verbunden und schon hat man ohne große Verluste die Spannung zum Laden. (Die Punkte sollten weit auseinander sein und kleiner als der Abstand zwischen den Platten um einen Kurzschluss zu vermeiden) Nachteile: Spannungsquelle muss man mit einer Strombegrenzung ausstatten um Kürzschlüsse durch fremde Metallgegenstände zu vermeiden, Spannung und Strom sollten nicht zu hoch sein.
In der Januar-Ausgabe der Elektor gibts einen Artikel, der sich mit der drahtlosen Energieübertragung beschäftigt.
Johannes M wrote: > Schau Dir einfach Thorstens Link von 12:49 mal an. In dem Dokument steht > eigentlich alles Wissenswerte drin (soweit ich das beim Überfliegen > sehen konnte). das pdf hab ich gelesen. aber stimmt, gibt einfach nur kleinere abmessungen. danke.
Hallo, vielen Dank erst mal für die vielen Vorschläge und Anmerkungen. Super. @al. Der Wirkungsgrad wird sicher lausig, das ist mir klar. Es muss aber je nur wenig Leistung übertragen werden, so dass man die Verluste immerhin leicht loswird, schön ist’s natürlich trotzdem nicht und eigentlich ist’s auch ökologisch nicht vertretbar, aber für ein Einzelstück… (darf nur nicht jeder so denken, naja...) @ Thorsten > http://www.bticcs.com/pub/d+e2005.pdf Sehr hilfreiches Dokument, danke für den Link. leider ist der dort erwähnte Laderegler nicht, bzw. noch nicht erhältlich, weil er bisher nur in Kundenspezifischen Applikationen eingesetzt wird und nicht frei verkauft wird. Aber das meiste in dem PDF gesagte ist ja allgemeingültig. @Carsten > http://www.rutronik.com/index.php?id=59&L=1&am... Genau das brauch ich. :-) Leider noch nicht, bzw. kaum verfügbar, und teuer. Bei 1-100 Stück kommt das Pärchen, also Primär und Sekundär Modul auf 110 EUR! Ich werde mal ein paar eigene Experimente machen, wenn ich das ganze gar nicht hinbekomme versuche ich das Modul zu bekommen, die gesparte Zeit ist auch viel Wert. @ Matrix >[Lösung mit Kontakten] So eine oder so eine Ähnliche Lösung wäre die Notlösung. Drahtlos fände ich eleganter, weil man da keine Elektroden auf der Oberfläche der Geräte benötigt. @Andy > In der Januar-Ausgabe der Elektor gibts einen Artikel, der > sich mit der drahtlosen Energieübertragung beschäftigt Danke, da werd ich morgen mal in die Bibliothek rüberschauen. Ich werde mal versuchen Spule und Kondensator zu dimensionieren und meine Ergebnisse hier reinschreiben. Wär’ schön, wenn sich dass dann noch mal jemand mit mehr Ahnung anschauen könnte. Grüße Flo
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